LED集鱼灯在海中的光谱分布及使用效果分析

为进一步验证LED水上集鱼灯的使用效果,将300W型LED集鱼灯安装到"宁泰61"鱿钓船,赴东南太平洋秘鲁外海茎柔鱼渔场进行实际生产,与使用2 kW型金卤灯的"宁泰62"鱿钓船进行对比试验,记录相关生产数据并对作业船周围集鱼灯形成的海面上、海面下光场及光谱进行实地测量。结果表明:右舷50盏LED集鱼灯在海面上照度为0.1lx的离船最远距离可达35 m,比使用50盏2 kW型金卤灯时少10m;50盏LED集鱼灯与50盏2 kW型金卤灯在海水中的照度分布接近;LED集鱼灯在海水中的光谱衰减速率明显小于金卤灯。使用LED集鱼灯不仅能大幅度减少燃油消耗,且诱鱼效果接近传统高功率金卤灯,能够在实际作业中发挥作用。     

光诱鱿钓渔船集鱼灯的水中照度分布及合理配置研究

集鱼灯的合理配置是光诱渔业研究的重要内容,本研究中根据"岱远渔807"光诱渔船的集鱼灯布置参数,对该船的水中照度分布进行了理论计算。结果表明:渔船集鱼灯总功率为130 k W时,10 lx的等照度曲线水平方向最远为55 m,水深方向不超过25 m,0.1 lx的等照度曲线水平方向最远为190 m,最深可至40 m水深;当总功率减为65 k W时,等照度曲线所在水层仅减少5 m左右;以0.01 lx为诱集鱿鱼的最低照度,增加一倍的集鱼灯功率,照度在水平方向上约能增加18.6%的有效诱集距离。研究表明,从集鱼灯的配置情况来看,"岱远渔807"渔船目前的配置还是比较合适的,但如能将灯高增大0.5 m,照度则可增加4.1%的有效水体体积,茎柔鱼较为活跃的照度范围为0.2~1.0 lx。     

集鱼灯灯光分布及茎柔鱼钓捕效果分析

根据2006年4-6月我国鱿钓船在智利外海茎柔鱼渔场实际测定的灯光分布和生产统计资料,对金属卤化物灯和高压钠灯的光照度分布及其钓捕效果进行了比较分析。经测定分析和模型拟合,金属卤化物灯和高压钠灯的灯光衰减曲线符合指数模型,金属卤化物灯和高压钠灯的衰减系数分别为0.199 8和0.635 3。在180盏×2 kW金属卤化物灯情况下,在距船舷2 m的垂直断面,其水深5m内的光照度多在100 lx以上,10lx的等光照度曲线在18 m水层左右,0.01 lx的等光照度曲线在40 m水层附近。在30盏×500 W高压钠灯情况下,在距船舷2 m的垂直断面,其海面的平均光照度为10 lx左右,0.01 lx的等光照度曲线在20 m水层附近。以一些头足类的适宜光照度0.01~10 lx估算,30盏×500 W高压钠灯适宜照度的水体体积仅为180盏×2 kW金属卤化物灯的1/8左右。研究还表明,钓捕茎柔鱼时的金属卤化物灯适宜总功率为260~274 kW。     

灯光围网渔船集鱼灯水中照度分布及合理配置研究

根据浙岭渔23391灯光围网渔船的集鱼灯布置参数,对该船的水中照度分布进行计算。结果表明,渔船集鱼灯总功率为344 k W时,10 lx的等照度曲线水平方向最远在80 m左右,水深方向不超过40 m;0.1 lx照度最深可至约70 m水深,最远为200 m左右;当总功率减为168 k W时,等照度曲线所在水层仅减少5 m左右。以0.01 lx为诱集的最低照度,增加1倍的集鱼灯功率,在水平方向上约能增加16.1%的有效诱集距离。从集鱼灯的安装配置情况来看,浙岭渔23391渔船目前的配置还是比较合适的。从集鱼灯总功率的配置来看,可以考虑将集鱼灯总功率下调到280 k W。     

1 kW国产金属卤化物灯光学特性及其应用

集鱼灯的基本性能等基础理论研究是光诱渔业的重要组成部分。对 1 kW国产金属卤化物灯的光学特性,包括配光特性、不同介质中衰减系数等进行了测量和分析。得到1 kW国产金属卤化物灯的配光曲线极坐标函数为：〖WTBX〗Iθ=-3375.6+12786.7×〖KF（〗〖WTBZ〗sin〖WTBX〗θ〖KF）〗,其在空气、淡水和海水中的衰减系数分别为0.128 1、0.395 4和0.180 9。当渔船分别配置130个和100个〖WTBZ〗1 kW型金属卤化物集鱼灯时,其30 m以下水中照度相差不大,等照度曲线所在水层差值约为2 m左右。加大渔船集鱼灯总功率不能很有效地增加水中光照强度,但能扩大表层的有效光诱范围,从100 kW增加到130 kW约能扩大50 m。1 kW国产金属卤化物灯在印度洋鸢乌贼的钓捕实践中获得较好的效果,且其经济寿命达3 000 h,能够满足渔业生产需要。     

集鱼灯灯光分布及茎柔鱼钓捕效果分析

根据2006年4-6月我国鱿钓船在智利外海茎柔鱼渔场实际测定的灯光分布和生产统计资料,对金属卤化物灯和高压钠灯的光照度分布及其钓捕效果进行了比较分析。经测定分析和模型拟合,金属卤化物灯和高压钠灯的灯光衰减曲线符合指数模型,金属卤化物灯和高压钠灯的衰减系数分别为0.199 8和0.635 3。在180盏×2 kW金属卤化物灯情况下,在距船舷2 m的垂直断面,其水深5m内的光照度多在100 lx以上,10lx的等光照度曲线在18 m水层左右,0.01 lx的等光照度曲线在40 m水层附近。在30盏×500 W高压钠灯情况下,在距船舷2 m的垂直断面,其海面的平均光照度为10 lx左右,0.01 lx的等光照度曲线在20 m水层附近。以一些头足类的适宜光照度0.01~10 lx估算,30盏×500 W高压钠灯适宜照度的水体体积仅为180盏×2 kW金属卤化物灯的1/8左右。研究还表明,钓捕茎柔鱼时的金属卤化物灯适宜总功率为260~274 kW。     

大型专业鱿钓渔船合适作业间距的研究

根据头足类对光反应的最低背景照度(0.01 lx),用点光源海面照度计算方法,对鱿钓渔船不产生灯光干扰的合适照度间距进行分析,并建立了大型鱿钓渔船抛锚位置与相邻渔船的合适作业间距计算公式为LZ=(72.9652 10.7151h1)P01.2535 (72.9652 10.7151h2)P02.2535 225。根据该公式计算可得,集鱼灯总功率均为360 kW、灯高为7.0 m的两艘大型鱿钓渔船的合适作业间距应为0.83n m ile。     

4种集鱼灯在灯光罩网作业中的渔获效果分析

为分析LED集鱼灯是否适用于南海近海灯光罩网渔业,本研究进行了3种LED集鱼灯与1种传统金卤灯的生产对比试验。研究发现:(1)试验使用的LED白光灯的相对光谱功率分布有2个波峰,分别在蓝光波段,绿光、黄光波段,LED绿光灯有1个波峰为绿光波段,LED蓝光灯有1个波峰为蓝光波段,金卤灯有多个波峰,峰值波长主要在红光波段;(2) 3种LED集鱼灯的渔获率均高于金卤灯,其中LED白光灯渔获率优势明显;(3) 4种集鱼灯渔获的共同优势种为中国枪乌贼(Loligo chinensis),其中LED白光灯的渔获率明显高于其他灯具;(4)单因素方差分析结果表明LED白光灯与金卤灯捕获的中国枪乌贼的胴长、体质量均无显著性差异。研究认为LED灯尤其是LED白光灯适用于南海近海灯光罩网渔业。     

秋刀鱼集鱼灯箱内不同灯位的照度实验比较研究

通过模拟灯箱光学特性实验,根据集鱼灯灯箱的平面照度分布,利用Matlab 7.0软件建立秋刀鱼集鱼灯照度分布模型,对秋刀鱼集鱼灯灯箱内不同灯位的照明效果进行了研究。结果表明：不同灯位的集鱼灯地面照度随地面距离的增加呈现出先增大后减少的趋势;而灯箱内不同灯位的集鱼灯光强值变化规律与地面照度的变化规律不同,在距离原点1 m时均出现最大值,并且上部灯位光强＞中部灯位光强＞下部灯位光强;随着集鱼灯从上端向下端移动,光强系数k(L)逐渐减小。研究发现,中部灯位光强变化稳定,在一定程度上可以代表整个灯箱的光强变化情况。     

光诱渔业中光强分布的理论研究及其应用

集鱼灯合理配置是光诱渔业中重要的研究课题之一,需要从理论和实践两个方面加以分析和研究,以探讨灯光配置包括种类、布局等是否合理。根据光学理论和集鱼灯的发光特点,使用面光源积分计算方法建立了集鱼灯光强计算的公式,该方法比以往的线光源以及点光源计算方法更为精确。通过理论数据和实测数据相比较,检验了方法的正确性,并且分析了产生理论数据和实测数据一定误差的原因。以此为依据,通过M athem atica4软件计算了8154鱿钓船在海面上的光强分布,研究了8154鱿钓船合适间距的问题,认为在适宜照度0.005 lx下的合适作业间距为0.64 nm.。     

LED水下集鱼灯光场分布数值模拟分析

为探究水下LED集鱼灯光色、功率、放置深度和海水叶绿素浓度对光场分布的影响,本文基于蒙特卡罗模拟方法建立了水下光束传输数值计算模型,通过控制变量法计算了不同条件下的水下光场分布,并提出以0.1~10 lx等值线所包围的面积与计算截面面积比值为相对有效光照范围(Relative effective illumination range,REIR)。以REIR为评价指标,对不同条件组合下的光场分布进行了分析,结果显示：(1)相同功率条件下,REIR依次为：绿光>白光>蓝光,以功率420 W、叶绿素浓度0.1 mg/m^3 为例三种光色的REIR比值为1.58:1.31:1;(2)相同光色条件下,当叶绿素浓度0.1 mg/m^3 时,灯具功率从420 W增至1200 W,蓝绿白三种光色灯具的REIR分别从31.68%、50.27%、41.78%增至38.59%、56.91%、50.15%,功率增加近3倍,但REIR增幅有限;(3)随着灯具放置深度增加,REIR先增加后稳定;以叶绿素浓度1.0 mg/m^3 、功率为420 W为例,绿光与白光灯REIR的最大值约为9.69%~9.84%,出现在水深20 m左右,而蓝光灯的REIR最大值约为5.60%,出现在放置深度为15 m左右;(4)当灯具功率为420 W,海水叶绿素浓度从0.1 mg/m^3 增至5.0 mg/m^3,蓝绿白三种光色灯具的REIR分别从31.89%、48.25%、42.05%减少至1.65%、2.09%、2.22%。研究结果可为水下灯具光色功率选型、深度放置以及有效光场分布范围估算提供参考。     

花卉生产中花期调节补光灯配光方案设计研究

[目的]介绍各种光源特性,筛选最佳大棚花卉生产补光灯配光方案。[方法]选用菊花切花生产为试材,采用白光复合光照,在大棚里配置高压钠灯、荧光节能灯、LED农业专用灯,根据3种灯具的光形特点和植物生长需求,进行实地测试,比较各种灯具的实际应用效果。[结果]结果表明,LED新型光源在整灯实际应用中节能效果明显优于其他两种灯具;LED方形灯具设计呈蝙蝠翼光形配光曲线最有利于温室实施有效布灯。[结论] LED农业专用补光灯优于目前最常用的钠灯,具有节能易布灯等特点,具有实际推广应用价值。     

不同人工光源下烤烟育苗研究

[目的]分析不同人工光源补光对烤烟成苗品质的影响,筛选出适宜烤烟立体育苗生长的人工光源.[方法]设置5个不同光照条件下烤烟幼苗栽培试验区,分别为目前大多数用的普通荧光灯及研究较少的LED光源,对成苗生理生态指标进行数据统计和分析.[结果]与荧光灯区域相比,LED灯的补光区域烟苗光合作用增强,生长旺盛,干物质积累多,并且采用LED灯的红光和蓝光为光源补光,不但能促进烟苗的横向生长,还能有效地培育出高茎壮苗,其中红蓝LED灯设置光照强度为150 μmol/（m2·s）时,戍苗品质最好.[结论]该研究可为烤烟育苗人工补光提供数据支持和理论借鉴.     

基于CFD的LED补光灯模型构建与验证

为明确植物工厂CFD环境模拟中LED补光灯的边界条件设置,构建单层LED补光栽培架(原型),并根据原型在CFD软件中建立规格一致的栽培架三维模型,对三维模型进行模拟分析,将得到的模拟值与原型实测值进行对比分析,验证LED灯边界条件设置的可行性。在模型中将LED补光灯分为反应器和灯罩两部分,反应器为LED补光灯的灯板,设置为热源边界条件,根据红、蓝灯珠数量及其对应的电光转化效率计算其单位体积散热量,灯罩为LED补光灯表面的塑料壳,起保护灯珠的作用,设置为导热材料,将三维模型的风速、温度模拟值与栽培架原型的实测风速值、温度值进行对比,结果表明:1)栽培架三维模型中LED补光灯的散热量为34 166 W/m3;2)通过模拟值与实测值对比,30个测点实测风速值与CFD模拟风速值的均方根误差为0.06,46个测点实测温度值与CFD模拟温度值的均方根误差为2.63,模拟值与实测值吻合良好。在植物工厂CFD模拟中,可以将LED补光灯反应器设置为热源、灯罩设置为导热材料。     

光质对碧玉兰组培苗生长及若干生理指标的影响

【目的】探讨LED不同光质对碧玉兰组培苗生长及生理特性的影响,以期为植物组织培养专用LED光源的研发提供理论支持,也为碧玉兰的规模化生产提供参考。【方法】采用LED光源发射的单色光谱红、蓝、绿光等,进行不同光质配比组合,以荧光灯为对照,对碧玉兰组培苗生长及生理指标进行差异比较分析。【结果】碧玉兰组培苗在单一红、蓝光下均生长不良,复合LED光质下形态正常。红蓝绿复合光（RBG）处理的叶片色素含量最高。红光有利于可溶性糖的合成,蓝光有利于游离氨基酸和可溶性蛋白的合成。红蓝复合光（2RB）处理碧玉兰组培苗的根长、根数、植株干重、可溶性糖和能效指标最高。【结论】LED红蓝复合光（2RB）是碧玉兰组培苗生长的最佳光源,LED光照系统可替代荧光灯成为碧玉兰幼苗组织培养的理想光源。     

LED单色光对兔行为及同期发情影响的机理研究

探讨不同LED光色对兔行为及同期发情影响的分子机制。行为学观察在6 m×6 m正方形漏缝木地板平台上进行,四周用敞门兔笼合围,每边6个兔笼,笼内均匀放置常规乳头式饮水器及料槽,兔笼上方60 cm处分别安装LED灯带,向下投射LED红光(660 nm)、绿光(540 nm)、蓝光(480 nm)和白光(400~760 nm),光照强度均100 lx,时长为12 D:12 L,每周随机调整1次LED灯带位置,确保LED光色成为唯一变量,摄像头记录并统计母兔选择性停留行为。LED光色试验是将不同LED光色下300只单笼饲养的后备母兔随机平均分成5组,每组3个重复,每个重复20只。兔笼上方60 cm处向下投射LED红光(660 nm)、LED绿光(540 nm)、LED蓝光(480 nm)和LED白光(400~760 nm),对照组为白炽灯(400~1 050 nm)。正式试验中,每周五至周日18:00至次日06:00,时长为12 h,光照强度均为100 lx,预试期7 d,正试期90 d。结果显示:不同LED光色能够影响母兔活动空间的选择,LED红光环境更易被母兔接受并停留,其停留频率分别比LED绿光与LED蓝光高13.1%和11.6%,差异显著(P<0.05)。LED红色光及白炽灯组后备青年母兔血清中的β-内啡肽、5-羟色胺浓度显著(P<0.05)高于LED绿光组及LED蓝光组;LED红光环境中皮质醇浓度显著(P<0.05)高于LED绿光组。LED红光组母兔同期发情率与白炽灯对照组及LED白光组相比,分别提高20.89%和10.51%,差异显著(P<0.05)。LED红光组母兔视网膜内Opn4基因表达量显著高于白炽灯组和LED绿光组(P<0.05)。不同LED光色对特定时间段(23:30至次日00:30)母兔血清MLT含量有影响。与LED绿光组相比,LED红光组环境中母兔血清MLT含量低10.32%,差异显著(P<0.05)。与LED白光相比,LED红光能显著(P<0.05)抑制松果体内Aanat mRNA的表达(P<0.05)。LED红光组母兔松果体中Mel1a mRNA表达量显著高于LED绿光组和蓝光组(P<0.05)。总之,规模兔场短日照季节周期化繁殖生产中,每周连续3 d于晚间18:00至次日凌晨6:00之间,采用100 lx LED红光进行补光,可提高母兔同期发情率,LED红光能够通过视网膜-松果体路径对兔行为及同期发情产生影响。     

间歇浸没式生物反应器快繁草莓脱毒苗的参数

以茎尖脱毒处理诱导的草莓‘红颜’第3代继代苗为试验材料,利用间歇浸没式生物反应器进行组培苗增殖技术体系的研究。经过40d的增殖培养后,结果表明:(1)利用TIBs系统进行草莓组培苗培养增殖率约是传统培养方式的3倍;(2)TIBs系统中接种密度在2株/0.25L培养基/瓶,有利于草莓组培苗的生长;(3)TDZ和NAA质量浓度均为0.5mg/L时有利于TIBs系统中草莓组培苗的增殖;(4)TIBs系统中蔗糖质量浓度为30g/L较适宜;(5)荧光灯与红蓝LED灯对TIBs系统中草莓增殖无差异。